Sandguss vs. Schalenformguss

Sandguss ist eine wirtschaftliche Methode zur Herstellung von Teilen aus einer Vielzahl von Metallen. Maskenformguss kann ein alternatives Verfahren sein, um bestimmte Anforderungen an die Teilekonstruktion zu berücksichtigen. Dieser Blog-Beitrag stellt das Schalenformgussverfahren vor und vergleicht es mit dem Sandguss, damit die Leser ihre jeweiligen Stärken und Einschränkungen verstehen können.

Grundlagen des Schalenformgießens

Alle Gießverfahren benötigen ein Muster für die Form des zu gießenden Teils, und das Formpressen bildet da keine Ausnahme. Wie beim Sandguss, Feinguss und anderen Gussverfahren wird das Modell verwendet, um den Hohlraum zu erzeugen, in den flüssiges Metall gegossen wird.

Beim Maskenformen wird ein Metallmodellwerkzeug mit einer Sandschicht überzogen. Diese enthält ein Harz, das beim Erhitzen schmilzt und abkühlt, um eine dünne Schale zu bilden (normalerweise 1/4 – 3 /8 Zoll dick) um das Muster herum. Das Schmelzen wird erreicht, indem das Muster vor dem Beschichten mit Sand erhitzt wird und dann die Schale erhitzt wird, um das Harz vollständig auszuhärten.

Die Schale besteht aus zwei Hälften, damit sie aus dem Muster gelöst werden kann. Nachdem jede Halbschale (manchmal auch als „Keks“ bezeichnet) vom Muster abgehoben wurde, werden die beiden Schalen miteinander verbunden und bilden den Hohlraum im Zwischenraum zwischen ihnen. Die zusammengebaute Hülle wird dann in einen Kolben gelegt, wo sie mit körnigem Material wie Sand oder Schrot gestützt wird.

Die Hülle wird mit flüssigem Metall gefüllt, das man abkühlen lässt. Sobald die Schale fest ist, wird sie aus dem Kolben genommen und auseinander gebrochen, um das gegossene Metallteil freizugeben. Eine Einschränkung besteht darin, dass es zwar nicht unmöglich ist, Kerne hinzuzufügen, um hohle Regionen zu bilden, aber schwierig ist.

Zwei Arten von Sand

Beim Maskenformguss wird ein anderer Sand als beim Grünsandguss verwendet, was dem Verfahren seine Vorteile verleiht. Beim Sandguss wird der „grüne“ Sand (grün bedeutet nicht getrocknet und nicht die Farbe) durch ein Bindemittel aus Ton, normalerweise Bentonit, zusammengehalten.

Der beim Maskenformen verwendete Quarzsand ist feiner als der beim Sandguss verwendete. Die American Foundry Society verwendet eine „Feinheitszahl“, um die durchschnittliche Korngröße zu charakterisieren, wobei eine höhere Zahl kleinere Körner anzeigt. Grüner Sand liegt auf dieser Skala typischerweise bei 60 – 80, während Formsand 100 oder höher liegt. Außerdem wird der Sand anstelle eines Tonbindemittels mit einer dünnen Schicht Phenolharz überzogen, das zur Bildung der Schale schmilzt.

Folgen von feinkörnigem Sand

Der feinkörnige Sand ist dichter gepackt als grüner Sand, was die Gasdurchlässigkeit verringert. Sandguss erfordert ein gewisses Maß an Durchlässigkeit, um Feuchtigkeit in Form von Wasserdampf herauszulassen. Beim Schalenformen ist dies jedoch kein Problem, da die Schale getrocknet und erhitzt wird, bevor das Metall gegossen wird.

Die Hauptvorteile von feinerem Sand bestehen darin, dass er sich besser an die Oberflächenmerkmale des Musters anpasst und eine glattere Oberfläche für das Metall bietet.

Für eine noch bessere Wiedergabe von Oberflächendetails und eine glattere Oberfläche kann eine Gießerei Zirkonsand verwenden. Dies kann eine Feinheitszahl von bis zu 150 haben. Es hat auch einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten, der die Anwendung engerer Toleranzen ermöglicht.

Wie Schalenguss Gussteile fördert

Hervorragende Oberflächengüte und Wiedergabe feiner Details sind zwei der Hauptstärken dieses Verfahrens. Darüber hinaus erfordert das Schalenformen minimale Formschrägen, um das Muster von der Schale zu lösen.

Während Sandguss typischerweise 2° – 3° Formschräge benötigt, kommt das Maskenformverfahren mit 1° davon, und an kurzen vertikalen Wänden kann es möglich sein, Null zu haben. Dies ermöglicht die Anwendung kleinerer Bearbeitungszugaben, was bei der Endbearbeitung Zeit und Geld spart.

Sandguss und Schalenformguss im Vergleich

Sandguss:

• Funktioniert für Eisen- und Nichteisenmetalle
• Kann Teile mit einem Gewicht von Unzen bis Hunderten von Pfund herstellen
• Kann keine feinen Oberflächendetails aus dem Muster reproduzieren
• Hat eine geringe geometrische Genauigkeit
• Hinterlässt eine raue Oberfläche
• Erfordert große Bearbeitungszugaben
• Ist ein wirtschaftlicher Prozess

Im Vergleich Maskenform:

• Funktioniert für Eisen- und Nichteisenmetalle
• Ist auf Teile beschränkt, die weniger als 30 Pfund wiegen
• Ist ungeeignet für Teile, die Kerne benötigen
• Reproduziert feine Oberflächendetails
• Kann enge Toleranzen einhalten
• Hinterlässt eine glatte Oberfläche

Weitere Informationen

Hinsichtlich Möglichkeiten und Kosten liegt der Maskenformguss zwischen Sand- und Feinguss. Es ist komplexer als Sandguss und kann komplexere Teile herstellen, jedoch ohne die Raffinesse und Komplexität eines Wachsmodellierungsprozesses.

Impro stellt Aluminiumteile für die Luft- und Raumfahrt durch Schalenformguss her, wenn dies sinnvoll ist. Wenn Sie herausfinden möchten, ob das Verfahren für Ihre Teile geeignet ist, kontaktieren Sie uns. Unsere Casting-Spezialisten helfen Ihnen gerne weiter.